配網自動化系統(tǒng)一次設備設計改造分析

張曉成 陳丹琪

摘? 要：隨著我國經濟發(fā)展和科技水平不斷提高，各行業(yè)對電力的需求也隨之提升，實現(xiàn)配網自動化是提升供電可靠性，提升電能質量的重要手段。但是，配電網的建設在以往沒有得到足夠的重視，缺乏建設資金，設備技術比較落后，導致了電網設備與電力需求不協(xié)調的問題。因此，需要對現(xiàn)有的一次設備進行設計和改造，使其滿足配網自動化系統(tǒng)的要求。開關類設備作為配網運行中的一次設施，在配網自動化系統(tǒng)將發(fā)揮重要作用。本文主要介紹配網自動化系統(tǒng)設計改造過程中，對一次設備設計改造的要求和技術要點，并分析配網自動化中改造開關柜和環(huán)網柜、更換開關柜和環(huán)網柜，更換柱上開關的要求。

關鍵詞：配網自動化;一次設備;改造設計;開關柜

中圖分類號：TM76? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

傳統(tǒng)配網設備運行年限較長，設備比較陳舊，需要進行設計和改造，使之與配網自動化系統(tǒng)相適應。近年來通過城市配網升級與改造項目，配電網網架逐漸完善，結構更加合理，設備持續(xù)升級，線路聯(lián)絡率、“N-1”滿足率顯著提升，提供了配網自動化系統(tǒng)實施的基礎。配網自動化系統(tǒng)實施后，電網供電可靠性和供電質量會明顯提升，通過故障隔離、負荷轉供，縮小故障停電范圍，迅速恢復非故障線路供電。同時，配網搶修人員勞動強度大大降低，工作效率得到提升，配網安全隱患減少。因此，加強配網自動化系統(tǒng)的一次設備設計和改造，是十分必要的。

1 設計改造配網自動化一次設備的要求和要點

配網自動化的內容和特點是監(jiān)視與控制電網，控制主要指改變設備運行的方式，監(jiān)視則是指掌握配網的全景數據。通過配網自動化系統(tǒng)的建設，實現(xiàn)配網從“盲調”向配網“可視”、“可控”的目標轉變，為實現(xiàn)該目標需要達到以下要求：

（1）合理設置配網網架，簡化接線方式。優(yōu)化線路分斷點與聯(lián)絡點，均勻分配各段線路負荷，從而簡化故障時網絡重構策略，迅速隔離故障，縮小停電范圍。

（2）對配網一次設備升級改造，達到三遙或者二遙要求，即配備達到配電自動化終端操作要求的電機、端子和接口，并預留配電終端的安裝空間。

（3）通信要求安全、精準、快速、可靠，否則在承載大量數據時配網自動化系統(tǒng)會出現(xiàn)癱瘓。

在設計和改造配網自動化一次設備時，要全面研究設計內容，設計要點如下：

（1）明確配網自動化的層次。要結合配網規(guī)模明確使用相應體系結構。配網自動化體系結構有兩層和三層之分，縣市及以下的配網自動化系統(tǒng)規(guī)模偏小，通常是采取兩層結構。

（2）明確配網自動化系統(tǒng)的主站功能。配網自動化系統(tǒng)的中心就是主站系統(tǒng)，需要具備安全性與可擴展性。

（3）對信息量進行計算。系統(tǒng)設計人員要全面掌握信息量，確保設計的全面化，并與交換機、光網絡單元等相結合，防止設備冗余與信道堵塞。

2 改造開關柜和環(huán)網柜

在配網自動化中改造開關柜和環(huán)網柜的主要關鍵點是：

（1）開關柜由于品牌不同、型號不同、生產批次不同，導致部分開關柜無法改造。比如梅蘭日蘭牌開關柜的RM6型號灰色面板屬于老款，無法改造;而黑色面板屬于新款，能夠改造，需要在設計中注意。

（2）二次線室、開關柜面板問題。例如梅蘭日蘭牌開關柜的SM6型電動操作機構因柜身沒有充分空間，要對環(huán)網柜面板進行配套更換。而RM6型電動操作結構也因柜身沒有充分空間，要對二次線室進行配套更換。

（3）改造電動操作機構。開關柜的品牌雖然相同，但其電動操作機構可能不同，在對現(xiàn)場進行勘查時要認真，確保準確。比如某型號電動操作機構有兩種不一樣的電動操作結構。

（4）根據改造設備柜體內及附近的空間情況，選擇戶內或者戶外遮蔽式配網自動化終端。

（5）電流互感器的改造。不同廠家生產的電流互感器有較大差別，要確認電流互感器的大小合適，否則無法完整安裝。比如電纜頭相間的間距過小，不能把單相電流互感器完整安裝。若電纜頭的三指套有過大的外徑，會導致不能安裝零序CT。若電纜的彎曲半徑沒有達到標準，電纜處就不能安裝零序CT。

（6）安裝空間合適。在配網自動化中設計和改造一次設備，也要注意DTU的安裝位置是否合理，確保有效的檢修空間。若DTU柜后沒有空間，就只能從前方位置進行檢修。然而，如果有底板故障、配線錯誤等缺陷故障的時候，往往要將后面板打開進行檢修。

（7）改造接線線路。開關柜和配網自動化終端有比較復雜的接線線路，同時設備不同，具體零件尺寸也有所不同。所以，改造時要從整體出發(fā)，配合各零部件線路接線，選擇最佳配置方案，從而將各機構有效連接到一起，開關柜內部空間得到有效利用，提升改造效率。

3 更換柱上開關

在配網自動化中更換柱上開關的主要關鍵點是：

（1）根據饋線自動化類型選擇柱上開關，如集中型饋線自動化，柱上開關可選擇斷路器、負荷開關。就地型饋線自動化，柱上開關應選擇重合器。

（2）柱上開關采用彈簧操作機構，可以進行電動和手動分合閘操作。

（3）柱上開關需配置隔離開關，且設置操作閉鎖，在線路中形成明顯的開斷點。

（4）二次線采用戶外防護電纜，其連接采用航空插接件，滿足戶外惡劣的運行環(huán)境。

（5）柱上配網自動化終端外殼要求可浸水，防凝露，防風沙。

4 更換開關柜和環(huán)網柜

在配網自動化中更換開關柜和環(huán)網柜時需要注意以下問題：

（1）確認現(xiàn)場有無加裝PT柜的條件。擴展PT柜的方向在前期設計時就要確定，不然廠家在出貨后再更改的難度非常大。

（2）環(huán)網柜柜體內要預留DTU、通信終端安裝空間，同時外殼柜門位置要安裝門開關。

（3）新環(huán)網柜相間CT通常都是安裝到絕緣套管位置，零序CT采取開口式，為了安裝方便，要選擇較大的直徑。

（4）在更換新的戶外柜時，一定要預留檢修的通道。

（5）環(huán)網柜處于戶外的潮濕環(huán)境內時，首先要選擇使用固態(tài)繼電器、密封繼電器，避免在運行環(huán)境中發(fā)生氧化。其次，要使用二次線防水型接頭，避免因為凝露或氧化而出現(xiàn)短路問題，必要時增加環(huán)網柜除濕裝置。

（6）針對電源問題，要按照廠家提供的二次回路供電要求分開電機電源和操作電源，方便配置標準布線，從而實現(xiàn)對配網自動化終端設備的控制和信息傳輸。

（7）配線與端子箱存在差異，不同廠家配線配置和端子箱不同，在購置物資時要著重注意。

（8）戶外柜外殼，各個廠家生產的開關柜尺寸不同，尺寸不統(tǒng)一。因此，設計人員要充分了解開關柜廠家的資料，從而明確外殼尺寸，并將外殼尺寸提供給生產外殼的廠家，確保外殼尺寸和開關柜尺寸相符。配網自動化系統(tǒng)在我國建設實施的時間還不是很長，建設中會有不少問題出現(xiàn)，需要及時解決并反饋，總結建設經驗，為之后配網自動化的設計改造提供良好借鑒。

結語

配網自動化是時代發(fā)展的必然趨勢，大范圍建設配網自動化一方面會消耗大量時間，另一方面前期投入也需要較高的成本。因此，對配網中的一次設備進行改造是一個較好的選擇，通過改造開關柜、環(huán)網柜，更換柱上開關，實現(xiàn)配網自動化系統(tǒng)的建設目標。

參考文獻

[1]王洪雷.配網自動化中一次設備改造設計探討[J].建筑建材裝飾， 2017（15） ：22-23.

[2]姚淼.配網自動化中一次設備改造設計探討[J].技術與市場， 2014（8）：76.

[3]張鈺.試論10kV配網自動化設計和施工問題分析[J].工業(yè)， 2016（8）：124.